說起3D打印機(jī)，大部分人想起飛機(jī)、軍工、建筑等大型工業(yè)的應(yīng)用，價(jià)格昂貴，似乎離我們的生活有些遙遠(yuǎn)，殊不知其實(shí)隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，如今的3D打印機(jī)早已逐漸平民化，并走進(jìn)了萬千家庭。

      七年前，美國德州大學(xué)奧斯汀分校Bourell DL教授就表示，美國每4公里范圍內(nèi)就一定會(huì)有1臺(tái)3D打印機(jī)。今天，3D打印機(jī)已經(jīng)是歐美發(fā)達(dá)國家每個(gè)家庭的必備工具。中國3D打印技術(shù)從興起到成熟，到今天逐漸站上國際主流市場的舞臺(tái)，并在中國沿著民商雙向發(fā)展的路徑不斷普及，逐漸滲透到各行各業(yè)。

深圳市創(chuàng)想三維科技有限公司自成立起，就確立以“3D打印產(chǎn)業(yè)布道者”為定位，專注于消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的研發(fā)制造，為個(gè)人、家庭、學(xué)校、企業(yè)提供高效實(shí)惠的3D打印綜合解決方案，讓人人都用得起，人人都會(huì)用，人人都用得好，讓3D打印真正惠及到每個(gè)人的生活。

科普教堂：什么是3D打印

      3D打印和我們經(jīng)常見到的普通打印到底有哪些區(qū)別？首先，普通打印機(jī)打印的是平面的文件，使用的耗材為墨水或者碳粉等，而3D打印機(jī)打印出來的卻是立體的實(shí)物。這些實(shí)物的模型是利用計(jì)算機(jī)的3D建模軟件建立并進(jìn)行切片，切片數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為特殊的代碼傳輸給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)按照切片數(shù)據(jù)將3D模型逐層打印出來，最終打印成實(shí)物。當(dāng)然，3D打印機(jī)使用的耗材也更加多樣性，主流的3D打印技術(shù)類型有以下幾種：

      熔融擠出成型(FDM)工藝的材料一般是熱塑性材料，如PLA、ABS、尼龍等，以絲狀供料，材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周圍的材料粘結(jié)。每一個(gè)層片都是在上一層基礎(chǔ)上堆積而成，上一層對(duì)當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。

      光固化成型是最早出現(xiàn)的快速成型工藝，其原理是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作。這種液態(tài)材料在一定波長和強(qiáng)度的紫外光照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng), 分子量急劇增大, 材料也就從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。光固化成型是目前研究最多的方法，也是技術(shù)上最為成熟的方法。一般層厚在0.1到0.15mm，成型的零件精度較高。

      DLP成型技術(shù)和SLA成型技術(shù)比較相似，不過它是使用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來固化液態(tài)光聚合物，逐層的進(jìn)行光固化，由于每層固化時(shí)通過幻燈片似的片狀固化，因此速度比同類型的SLA立體打印技術(shù)速度更快。該技術(shù)成型精度高，在材料屬性、細(xì)節(jié)和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

      SLS工藝又稱為選擇性激光燒結(jié)，SLS工藝是利用粉末狀材料成形的。將材料粉末鋪灑在已成形零件的上表面，并刮平；用高強(qiáng)度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面；材料粉末在高強(qiáng)度的激光照射下被燒結(jié)在一起，得到零件的截面，并與下面已成形的部分粘接；當(dāng)一層截面燒結(jié)完后，鋪上新的一層材料粉末，選擇地?zé)Y(jié)下層截面。

      隨著全球各主要經(jīng)濟(jì)體都在大力推進(jìn)工業(yè)4.0制造業(yè)的復(fù)興，工業(yè)4.0正在全球范圍內(nèi)發(fā)揮越來越重要的作用，工業(yè)機(jī)器人、3D打印、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能等的迅速發(fā)展將為整個(gè)人類文明的走向帶來巨大變革。

      2015年5月19日，國務(wù)院正式印發(fā)了《中國制造2025》。這份被認(rèn)為是中國版的“工業(yè)4.0"發(fā)展規(guī)劃，在該規(guī)劃中，3D打印(增材制造)作為代表性的新興技術(shù)占有重要位置，在全文中共出現(xiàn)6次，貫穿于背景介紹、國家制造業(yè)創(chuàng)新能力提升、信息化與工業(yè)化深度融合、重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展等重要段落，并融入于推動(dòng)智能制造的主線。

      在全球市場上，3D打印應(yīng)用領(lǐng)域集中在消費(fèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)器械、汽車、航空航天、醫(yī)療、牙科、建筑或科研等領(lǐng)域。在我國，3D打印在個(gè)人使用方面已經(jīng)擁有較強(qiáng)的基礎(chǔ)，并逐步在向家庭應(yīng)用延伸；在教育領(lǐng)域正逐漸全面普及，并在企業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

一、個(gè)人領(lǐng)域

      在個(gè)人使用方面，目前消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、性價(jià)比高、運(yùn)行穩(wěn)定、打印精細(xì)等優(yōu)勢(shì)，不斷影響個(gè)人玩家的日常工作和生活，消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)已經(jīng)開始植入人心。

      近兩年，創(chuàng)想三維消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)在國內(nèi)個(gè)人消費(fèi)群體正在爆發(fā)式增長，天貓、京東等電商平臺(tái)常年保持排行榜第一，并積累了大量的個(gè)人消費(fèi)群體，并逐步從經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市到全國擴(kuò)散，從消費(fèi)增長的發(fā)展態(tài)勢(shì)顯示，個(gè)人消費(fèi)者已經(jīng)成為3D打印機(jī)消費(fèi)的主力軍。

      同時(shí)，消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)個(gè)人創(chuàng)意的想象空間在不斷擴(kuò)大，美國科羅拉多州立大學(xué)物理學(xué)教授斯特林·巴克斯使用創(chuàng)想三維CR-10S 3D打印機(jī)，僅花費(fèi)2萬美金就打造了1臺(tái)1:1的蘭博基尼。在國內(nèi)，從創(chuàng)想三維個(gè)人用戶的創(chuàng)意作品來看，已不再滿足靜態(tài)的生活物件、玩具或其他模型，并開始大量打印無人機(jī)、機(jī)器人、機(jī)甲戰(zhàn)車等熱門的智能化產(chǎn)品。

國外物理學(xué)家借助創(chuàng)想三維3D打印機(jī)，僅用2萬美元打造了超跑蘭博基尼

二、家庭領(lǐng)域

      3D打印機(jī)在家庭中的運(yùn)用可以被看成一個(gè)縮小版的“移動(dòng)微工廠”，用戶在丟失某一件物品時(shí)，可以通過自行設(shè)計(jì)或在網(wǎng)絡(luò)中尋找相關(guān)的產(chǎn)品模型下載，并打印出來。甚至家里的花瓶、衣架、燈罩、玩具等都可以通過3D打印機(jī)打印出來，相比網(wǎng)上購買，通過親手制作更能為家庭氛圍增添不少樂趣。

      在歐美發(fā)達(dá)國家，受車庫文化影響，3D打印機(jī)已經(jīng)成為家庭像電器一樣的必備品，應(yīng)用的范圍和頻率均較大，一戶家庭擁有3~5臺(tái)3D打印機(jī)已成常態(tài)，創(chuàng)意和動(dòng)手成為生活必不可少的一部分。國內(nèi)家庭的應(yīng)用正處于培育期，在兒童玩具和禮品方面，3D打印機(jī)因滿足思維開發(fā)和創(chuàng)意實(shí)物的雙重優(yōu)勢(shì)，逐步成為家庭兒童成長最佳幫手。隨著國內(nèi)3D打印機(jī)的不斷普及，消費(fèi)認(rèn)知的不斷提高，消費(fèi)門檻逐漸探底，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，未來3D打印機(jī)將像手機(jī)、電視、電腦、汽車的發(fā)展路徑一樣，從家用“奢侈品”到必需品，成為家庭生活的標(biāo)配剛需。

 三、教育領(lǐng)域

      2015年9月，教育部發(fā)布的《關(guān)于“十三五”期間 全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》中提到：“有條件的地區(qū)要積極探索新技術(shù)手段在教學(xué)過程中的日常應(yīng)用，探索STEAM教育(科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué))新教育模式。”近年來，很多教育機(jī)構(gòu)把3D打印技術(shù)與教學(xué)體系相結(jié)合，而3D打印機(jī)也從幼兒園到大學(xué)全面普及開來。

      今年5月，云南昆明一所小學(xué)30名學(xué)生聯(lián)手用一個(gè)月時(shí)間，用創(chuàng)想三維CR-100 3D打印機(jī)精心打印了學(xué)校1:100比例的模型。而深圳的中學(xué)生是在游學(xué)美國時(shí)，把創(chuàng)想三維的3D打印機(jī)作為深圳特色禮物送給了美國溫切斯特市市長。同時(shí)，在由人力資源和社會(huì)保障部中國就業(yè)培訓(xùn)技術(shù)指導(dǎo)中心、中國電子商會(huì)聯(lián)合主辦的首屆3D打印國賽，創(chuàng)想三維獨(dú)家冠名，并全程使用創(chuàng)想三維3D打印機(jī)作為比賽機(jī)器，覆蓋全國中職、高職和本科院校。

      3D打印在教育方面的應(yīng)用是目前國內(nèi)普及率最高的領(lǐng)域，很多學(xué)校正在大力探索3D打印創(chuàng)客教育與教學(xué)層面的結(jié)合，并逐步走進(jìn)教學(xué)課堂，開辦3D打印特色課程，創(chuàng)辦3D打印機(jī)創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室，激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手和動(dòng)腦能力，推動(dòng)科學(xué)教育的進(jìn)步。在教育領(lǐng)域，中小學(xué)更早接觸3D打印，將加快促進(jìn)未來3D打印的推廣普及，而隨著高?；蚵毿?duì)3D打印的全面應(yīng)用，社會(huì)對(duì)3D打印的認(rèn)知在日趨提高，同時(shí)3D打印已經(jīng)進(jìn)入高等教育的研究領(lǐng)域，未來3D打印的想象空間將進(jìn)一步釋放。

創(chuàng)想三維為貴州山區(qū)學(xué)校捐贈(zèng)CR20 3D打印機(jī)

創(chuàng)想三維Ender-3S 3D打印機(jī)助力中南大學(xué)機(jī)器人與三維設(shè)計(jì)現(xiàn)代化建設(shè)

 四、企業(yè)方面

      在3D打印機(jī)加速升級(jí)換代的背景下，采用傳統(tǒng)方式來制造模具顯然已經(jīng)不能符合企業(yè)的個(gè)性化需求，一些企業(yè)已經(jīng)覺察到消費(fèi)者對(duì)多元化消費(fèi)的追求，并開始借助前沿科技來達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)流程、節(jié)約生產(chǎn)成本、提升企業(yè)效益的目的。

      基于增材制造的3D打印，與生俱來具有高效、節(jié)材和個(gè)性化等特點(diǎn)，在企業(yè)的研發(fā)部或樣品間擁有天然的優(yōu)勢(shì)，從設(shè)計(jì)到打印完成，將顛覆傳統(tǒng)開模周期長、修改麻煩，將大大壓縮研發(fā)驗(yàn)證和樣品制造的時(shí)間成本，在模具、汽車配件、玩具、陶瓷、制鞋、家電等領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。

      相比于傳統(tǒng)制造業(yè)的減材制造，3D打印將極大地降低制造過程中原材料的消耗，幾乎不產(chǎn)生原材料的浪費(fèi)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，3D打印對(duì)原材料的節(jié)約比例相比傳統(tǒng)減材制造方式將高達(dá)70%~80%。同時(shí)，3D打印突破了傳統(tǒng)工藝制造無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜、精密、個(gè)性化等難題，在傳統(tǒng)工藝難以開發(fā)或生產(chǎn)的復(fù)雜造型，3D打印給予了更多探索的機(jī)會(huì)。

(轉(zhuǎn)自：中國3D打印網(wǎng))